Mierenzuurgenerator als ruggengraat voor de geëlektrificeerde bouwplaats

Op de bouwplaats van De Groene Boog staat binnenkort de eerste ‘Hydrozine-generator’. Voorbij Funderingstechniek, dat daar werkt aan een nieuw tracé van de A16, gaat zijn elektrisch materieel opladen met de DENS X2: een midigraver, een ankerboormachine, een heimachine en een 20-tons shovel. “Bij dit werk vormt onze generator de ruggengraat van de bouwplaats, hij voorziet alle elektrische machines van energie”, zegt een trotse Max Aerts van leverancier Dutch Energy Solutions (DENS). “Laadinfrastructuur is de grootste uitdaging van de geëlektrificeerde bouwplaats. En daar hebben wij een oplossing voor”.

De generator die hij met zijn Helmondse start-up ontwikkelde, werkt op Hydrozine, beter bekend als mierenzuur. Dit is een vloeibare waterstofdrager, die een belangrijk voordeel heeft ten opzichte van gasvormige waterstof: er is geen compressor of zware druktank nodig voor de opslag.

Hydrozine bevat 53 gram waterstof per liter en kan worden geproduceerd door CO2 toe te voegen na elektrolyse van water. De door DENS ontwikkelde generator is uitgerust met een brandstofcel. Nadat de generator de waterstof uit het mierenzuur heeft gehaald, zet deze brandstofcel het om in schone elektrische energie. “Het proces is vergelijkbaar met het stoppen van een Mentos in een fles cola” zegt Aerts. ‘Het gas dat vrijkomt wanneer het begint te borrelen wordt opgevangen en door de brandstofcel omgezet in elektriciteit’.

Tanken is eenvoudig. Mierenzuur is een vloeibare brandstof die gewoon in plastic tanks naar de bouwplaats komt. Je hoeft het alleen maar in de 6000 liter tank te gooien. De generator van DENS levert een nominaal vermogen van 20 kW en heeft een accu van 60 kWh. “Als hij 24 uur per dag draait, kan hij ongeveer 480 kWh schone energie per dag produceren”, zegt Aerts. “Dat is genoeg om alle apparatuur van Voorbij te laten draaien.” Urban Mobility Systems (UMS) is bij het project betrokken als leverancier van de batterijsystemen en is verantwoordelijk voor de elektrificatie van het materieel.

‍

Gesloten koolstofcircuit

De innovatieve generator is behoorlijk dorstig. Elke minuut gaat er bijna een liter mierenzuur doorheen. Dit komt omdat een liter mierenzuur slechts een vijfde van de hoeveelheid energie bevat die in een liter diesel zit (10kWh). De afvalproducten die vrijkomen tijdens het proces zijn waterdamp en CO2. Toch is de mierenzuurgenerator CO2-neutraal, legt Aerts uit. “Je voegt eerst CO2 toe om hydrozine te maken en stoot het weer uit als je het gebruikt. Het is dus een gesloten koolstofkringloop, waarbij koolstofdioxide als verpakking fungeert”.

Verdere emissies zijn niet betrokken bij de mierenzuurgenerator. Er komt geen stikstof, zwaveloxide of fijnstof vrij en het apparaat werkt “fluisterstil”. Dit komt omdat energieproductie geen verbrandingsproces is, maar het resultaat van een chemische reactie.

DENS heeft grootse plannen met zijn innovatie. De eerste vier generatoren zullen worden getest door verschillende bouwbedrijven. “Maar we verwachten er dit jaar nog tientallen te kunnen leveren”, zegt Aerts.

De ambities gaan nog verder. Het bedrijf onderzoekt samen met UMS of het mogelijk is om bouwmaterieel uit te rusten met een Hydrozine-systeem. Want dan hoeven ze de generator niet meer op te laden, maar kunnen ze gewoon tanken. Dit kan een interessante optie zijn, vooral voor zwaarder materieel. “De reden is dat je dan zoveel accu’s nodig hebt dat een mobiele Hydrozine-aandrijving praktischer, efficiënter en goedkoper is,” zegt Aerts. “Dus in plaats van verwisselbare accupakketten, krijg je verwisselbare Hydrozine-pakketten.” Een zware graafmachine zou met zo’n modulair systeem continu kunnen werken. De oprichters van DENS bewezen al dat dit mogelijk is toen ze nog student waren aan de Technische Universiteit Eindhoven. Toen bouwden ze een mierenzuursysteem voor een bus voor VDL Groep.

Het gebruik van een Hydrozine generator is duurder dan een dieselgenerator, de kosten per kWh zijn ongeveer twee keer zo hoog, schat Aerts. “Maar als je de maatschappelijke kosten van fijnstof, CO2 en stikstof die vrijkomen bij dieselverbruik meerekent, is het goedkoper. “Hij verwacht dat de kosten sterk zullen dalen naarmate de omvang van de markt voor elektrische bouwmachines toeneemt en CO2-afvang steeds gebruikelijker wordt. “Dit kan belangrijk worden, vooral bij zwaar materieel, omdat Hydrozine een veel efficiëntere energiedrager is dan waterstof.

‍

Team FAST

Dutch Energy Solutions (DENS) werd vijf jaar geleden opgericht aan de Technische Universiteit Eindhoven als Team FAST. Dit studententeam bouwde in samenwerking met VDL een conceptsysteem voor een bus waarin een elektromotor van energie werd voorzien door middel van mierenzuur. Aan het eind van dit project ontwikkelde het team het systeem verder tot een stationaire generator voor bouwplaatsen. Deze werd als generator getest op een infrastructurele bouwplaats van BAM tijdens de aanleg van de N211 bij Poeldijk, de eerste CO2-negatieve weg in Nederland.

In 2018 ging het studententeam verder als zelfstandige start-up op de Automotive campus in Helmond.

‍